KR20010096659A - System for treating sewage and wastewater - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: This modified sequencing batch reactor(SBR) system using Bacillus sp. that is dominantly cultivated in reactor provides superior solutions for effective wastewater treatment. CONSTITUTION: In this sequencing batch reactor system, the reactor is operated by tapered aeration process in which one cycle comprises four steps; aerobic step, semi aerobic step, anoxic step and idle. In the aerobic step, up to 60-80% air is supplied and its dissolved oxygen concentration ranges from 0.7 to 1.5mg/L. In the semi aerobic step, up to 30-40% air is supplied into the reactor and its dissolved oxygen concentration ranges 0.3 to 0.5mg/L. The anoxic step after aerobic conditions plays critical role in the sludge settling efficiency. In this system, Bacillus sp., gram positive facultative anaerobe and shaped rod, is used for biological treatment of wastewater. The Bacillus sp., dominantly cultivated in separate reactor, proliferates extremely during aerobic conditions and its activity comes to be decreased as dissolved oxygen concentration down, however the number of Bacillus sp. increase until stationary phase ends up. When dissolved air in the reactor is depleted, death phase of Bacillus sp. appears. Since the Bacillus sp. could not properly survive under anaerobic condition, they transform themselves into spore, which has superior settleability to general microorganism floc. Also, for more activated condition to Bacillus sp, an agent for activating microorganisms is injected into the reactor. The agent is characterized by being formulated with SiO2, MgSO4·7H2O, CaO, FeO and trace amount of inorganic compounds.

Description

하폐수 처리장치 및 방법{SYSTEM FOR TREATING SEWAGE AND WASTEWATER}Wastewater treatment system and method {SYSTEM FOR TREATING SEWAGE AND WASTEWATER}

본 발명은 하폐수 처리장치 및 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는SBR(Sequencing Batch Reactor)과 같이 단일의 반응조을 사용하여 유기물과 질소(N) 및 인(P)을 포함하는 하수, 오수, 축산폐수, 분뇨 등을 고도처리하기 위한 하폐수 처리장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for treating sewage, and more specifically, sewage, sewage, and livestock wastewater containing organic matter and nitrogen (N) and phosphorus (P) using a single reactor such as a sequencing batch reactor (SBR). The present invention relates to a wastewater treatment apparatus and method for highly treating manure, and the like.

국내의 하폐수처리장의 대부분은 합성슬러지법을 기초로 한 2차 처리시설로 유기물을 주로 제거하고 있으며 질소, 인 등의 영양염류는 처리효율이 매우 낮아 미처리된 상태로 방류되어 상수원의 절반이상이 이미 부영양화 상태이거나 부영화 상태로 진행되고 있어 수자원의 보호 및 확보의 차원에서 커다란 문제점으로 대두되고 있다. 이에 정부는 1996년부터 총질소와 총인의 방류수 기준을 명시하고 규제하고 있으며, 장래에 총질소와 총인의 방류수 기준은 한층 강화될 것이므로 3차 고도처리에 대한 필요성이 대두되고 있다. 우리나라 하수의 경우에는 하수관거의 보급률이 낮고 하수배제방식이 합류식 관거로 되어 있어 유입하수의 유기물 농도가 매우 낮아 외국에서 개발된 생물학적 질소ㆍ인 제거공법인 A2/O, Bardepo, SBR 등의 기술을 적용하여도 안정적인 영양염류의 제거가 매우 어려운 실정이다. 또한, 이들의 질소제거에 대한 기술의 원리는 질소를 질산화시킨 후 무산소상태에서 탈질을 수행함으로 질소를 질산화시키는데 소요되는 동력비와 별도의 탄소원을 공급해야 함으로 유지관리비가 많이 드는 단점이 있다. 또한 최근에 개발된 공법들은 대부분이 활성슬러지 공법을 응용한 것으로, 주로 유기물과 동시에 질소와 인을 제거할 수 있는 탈질ㆍ탈인 공법이지만, 이러한 공법들은 기존의 활성슬러지법의 문제점으로 대두되어 온 질소와 인의 제거효율이 낮고 슬러지 발생량이 많으며 슬러지의 탈수성이 좋지 않는 것 등의 문제점을 내포하고 있고, 특히 활성슬러지를 이용한 축산폐수나 분뇨처리시 처리장에서 발생하는 악취문제는 처리장 운영상 가장 어려운 문제로 대두되고 있다.Most of the domestic wastewater treatment plants are secondary treatment facilities based on synthetic sludge method, which mainly removes organic matters. Nutrients such as nitrogen and phosphorus are discharged in untreated state due to their very low treatment efficiency. As it is undergoing eutrophication or sublimation, it is a big problem in terms of protecting and securing water resources. Since 1996, the government has specified and regulated the discharge standard of total nitrogen and total discharge and the discharge standard of total nitrogen and total discharge will be strengthened in the future. If applicable, in the case of Korea, sewage has a low penetration rate of the sewage pipe there is sewage exclusion method is in Combined Sewer the biological nitrogen and phosphorus removal gongbeopin A 2 / O, technology Bardepo, SBR, etc. developed by the very low the organic concentration of the influent wastewater foreign Even though stable nutrients are difficult to remove. In addition, the principle of the technology for the removal of nitrogen has the disadvantage that the maintenance cost is high because the power cost and the additional carbon source required to nitrify the nitrogen by nitrifying the nitrogen and performing denitrification in the anoxic state. In addition, most recently developed methods are activated sludge method, mainly denitrification and dephosphorization method that can remove nitrogen and phosphorus at the same time as organic matter, but these methods are nitrogen which has emerged as a problem of the existing activated sludge method. Problems include low wine removal efficiency, high sludge generation, and poor sludge dehydration.In particular, odor problems from livestock wastewater or manure treatment using activated sludge are the most difficult problems in the operation of the treatment plant. It is emerging.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 SBR공법과 같이 단일 반응조를 사용하고 유지관리비가 적게 들면서도 유기물질 제거는 물론 질소 및 인의 제거가 뛰어난 새로운 형태의 하폐수 처리장치 및 방법을 제공하는데 있다.The present invention is to solve such a problem, the object of the present invention is to use a single reactor, such as SBR method, while maintaining a low maintenance cost, as well as a new type of sewage treatment apparatus and method excellent in the removal of organic matter as well as the removal of nitrogen and phosphorus. To provide.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하폐수 처리장치 및 방법를 설명하기 위한 블록 다이어그램이다.1 is a block diagram illustrating a wastewater treatment apparatus and method according to a preferred embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10 : 하폐수 처리장치 20 : 전처리시설10: wastewater treatment device 20: pretreatment facility

30 : 유량조정조 40 : 반응조30: flow rate adjustment tank 40: reactor

44 : 반송펌프 50 : 활성제 공급유니트44: return pump 50: activator supply unit

60 : 방류조 70 : 슬러지저류조60: discharge tank 70: sludge storage tank

72, 90 : 펌프 80 : 탈수유니트72, 90: pump 80: dehydration unit

92 : 제 1 타이머 94 : 리미트 스위치92: first timer 94: limit switch

96 : 게이트 98 : 모터96: gate 98: motor

100 : 제 2 타이머 110 : 송풍기100: second timer 110: blower

120 : 제어부 130 : 화상시스템120: control unit 130: image system

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명의 하폐수 처리장치는 전처리시설, 유량조정조, 반응조, 활성제 공급유니트, 반송펌프, 방류조를 구비한다. 전처리시설은 처리하고자 하는 하폐수에 포함된 협잡물, 미립자, 비 부식성 무기물질을 제거한다. 유량조정조는 폭기장치가 설치되고, 상기 전처리시설의 유출수를 수용한다. 반응조는 폭기장치가 설치되어 바실러스속 세균이 배양되는 하나의 조로 이루어지고, 상기 유량조정조로부터 공급되는 유출수를 수용하여 용존산소의 농도를 조절하므로써 유기물, 질소 및 인 등을 제거하고 슬러지와 처리수가 분리되도록 하는 공정을 진행한다. 활성제 공급유니트는 바실러스속 세균의 해체와 발아를 촉진시키기 위한 미생물 활성제를 녹여서 상기 반응조에 공급한다. 반송펌프는 상기 반응조의 슬러지를 상기 유량조정조로 반송시키킨다. 방류조는 상기 반응조로부터 이송된 처리수를 수용하고 상등수가 방류되도록 한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, the wastewater treatment apparatus of the present invention includes a pretreatment facility, a flow rate adjustment tank, a reaction tank, an activator supply unit, a conveying pump, and a discharge tank. The pretreatment plant removes contaminants, particulates and non-corrosive inorganics contained in the sewage to be treated. The flow regulating tank is provided with an aeration device and receives the effluent of the pretreatment facility. The reactor consists of a tank in which bacteria of the genus Bacillus are cultivated by aeration device, and the organic matter, nitrogen and phosphorus are removed by adjusting the concentration of dissolved oxygen by receiving the effluent supplied from the flow adjusting tank, and the sludge and the treated water are separated. Proceed with the process to make it possible. The activator supply unit dissolves and supplies the microorganism active agent for promoting dissolution and germination of Bacillus bacteria. The conveying pump conveys the sludge of the reaction tank to the flow rate adjusting tank. The discharge tank receives the treated water transferred from the reactor and allows the supernatant to be discharged.

이와 같은 본 발명의 하폐수 처리장치 그 바람직한 실시예에서 상기 반응조의 잉여슬러지를 인발하는 슬러지저류조 및; 상기 슬러지저류조로부터 유입되는 슬러지를 탈수하여 슬러지케익으로 배출하고, 탈수시 발생되는 여액을 상기 유량조정조로 이송시키기 위한 탈수유니트를 더 구비할 수 있다.Sludge storage tank for drawing excess sludge of the reaction tank in a preferred embodiment of the wastewater treatment apparatus of the present invention as described above; The dewatering sludge introduced from the sludge storage tank is discharged to the sludge cake, and a dehydration unit for transferring the filtrate generated during the dewatering to the flow rate adjustment tank may be further provided.

이와 같은 본 발명의 하폐수 처리장치는 그 바람직한 실시예에서 상기 유량조정조로부터 상기 반응조로 유출수를 공급하기 위한 펌프의 동작시간을 카운터하는 제 1 타이머와; 상기 반응조의 수위를 검출하는 리미트 스위치와; 상기 반응조의 처리수가 외부로 방출되도록 게이트를 열기 위한 모터의 동작시간을 카운터하는 제 2 타이머 및; 상기 제 1 타이머, 리미트 스위치, 제 2 타이머의 각 값을 입력받아서 상기 반응조의 폭기장치, 펌프, 모터를 제어하여 기 입력된 상기 반응조의 용존산소의 농도와 반응시간을 제어하기 위한 제어부를 구비할 수 있다. 또, 상기 반응조내의 미생물을 지속적으로 관측하기 위한 화상시스템을 포함하되, 상기 화상시스템은 바실러스속 세균과 이 이외의 원생동물 및 슬러지의 플록을 관측하기 위한 위상차 현미경과; 상기 위상차 현미경에 의해 관측된 미생물을 촬영하기 위한 카메라와; 상기 카메라에 의하여 촬영된 미생물의 상태를 기록하기 위한 비디오세트와; 상기 비디오세트에 의하여 재생되는 미생물에 관한 정보를 제공해 주는 모니터 및; 상기 모니터상에 디스플레이 되는 미생물에 대한 정보를 인쇄하기 위한 프린터를 구비할 수 있다.Such a wastewater treatment apparatus of the present invention includes, in a preferred embodiment, a first timer for counting an operation time of a pump for supplying effluent water from the flow regulating tank to the reaction tank; A limit switch for detecting the level of the reactor; A second timer for counting an operation time of a motor for opening the gate to discharge the treated water of the reactor to the outside; A control unit for controlling the concentration and dissolved time of dissolved oxygen of the reactor by inputting the respective values of the first timer, the limit switch, and the second timer to control the aeration device, the pump, and the motor of the reactor; Can be. In addition, the imaging system includes an imaging system for continuously observing the microorganisms in the reactor, the imaging system comprising: a phase contrast microscope for observing the bacteria of the genus Bacillus and other protozoa and sludge; A camera for photographing microorganisms observed by the phase contrast microscope; A video set for recording the state of microorganisms photographed by the camera; A monitor providing information about the microorganisms reproduced by said video set; It may be provided with a printer for printing information on the microorganisms displayed on the monitor.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 본 발명에 의한 하폐수 처리방법은 단일의 반응조을 사용하여 유기물, 질소 및 인을 포함하는하수, 오수, 축산폐수, 분뇨 등을 고도처리할 수 있도록 한다. 이 하폐수 처리방법은 상기 반응조에 바실러스속 세균을 배양하는 단계와; 전처리시설를 통하여 처리하고자 하는 하폐수에 포함된 협잡물, 미립자, 비 부식성 무기물질을 제거하여 유출수를 형성하는 단계와; 상기 전처리시설의 유출수를 유량조정조에서 일정량으로 조절하여 상기 바실러스속 세균이 배양된 반응조로 유입시키면서, 상기 반응조내에 공급되는 공기량이 점차 감소되는 점감폭기공정이 진행되도록 하여 유출수가 처리되면서 슬러지와 처리수가 분리되도록 하는 단계와; 상기 반응조에 바실러스속 세균의 해체와 발아를 촉진시키기 위한 미생물 활성제를 녹여서 공급하는 단계와; 상기 반응조의 슬러지를 상기 유량조정조로 일정량 반송시키는 단계 및; 상기 반응조내의 처리수를 방류조로 유출시키고 방류조의 상등수를 외부로 방류하는 단계로 이루어진다.According to another feature of the present invention for achieving the above object, the wastewater treatment method according to the present invention can be highly treated sewage, sewage, livestock wastewater, manure and the like containing organic matter, nitrogen and phosphorus using a single reactor. Make sure The wastewater treatment method includes the steps of culturing Bacillus bacteria in the reactor; Forming effluent by removing contaminants, particulates, and non-corrosive inorganic substances contained in the sewage water to be treated through a pretreatment facility; By adjusting the effluent of the pretreatment facility to a certain amount in the flow rate adjustment tank to flow into the reaction tank in which the bacteria of the Bacillus genus, the amount of air supplied to the reaction tank is gradually reduced so that the sludge and treated water as the effluent is treated. Allowing it to be separated; Dissolving and supplying a microbial active agent to promote dissolution and germination of Bacillus bacteria in the reactor; Conveying a predetermined amount of sludge from the reactor to the flow rate adjusting tank; Outflowing the treated water in the reaction tank to the discharge tank and discharges the upper water of the discharge tank to the outside.

이와 같은 본 발명은 그 바람직한 실시예에서 상기 반응조내의 점감폭기공정은 전체공기량의 60~80%가 되도록 집중포기하는 호기단계와; 상기 호기단계 다음에 전체공기량의 30~40%가 되도록 포기하는 미호기단계 및; 상기 미호기단계 다음에 공기를 전혀 공급하지 않는 무산소단계로 이루어질 수 있다.As described above, the present invention provides an aerobic step of reducing the aeration in the reaction tank so that the concentration is 60 to 80% of the total air volume; An aerobic step of giving up to 30 to 40% of the total air volume after the exhalation step; After the micro-expiratory step may be made of an oxygen-free step that does not supply any air.

이와 같은 본 발명의 하폐수 처리방법은 그 바람직한 실시예에서 상기 호기단계, 미호기단계 및 무산소단계에서의 각 용존산소의 농도는 0.7~1.5㎎/ℓ, 0.3~0.5㎎/ℓ, 0㎎/ℓ일 수 있다. 또, 상기 미생물 활성제는 규소화합물(SiO2)와 마그네슘화합물(MgSO4ㆍ7H2O), 칼슘화합물(CaO), 망간화합물, 철화합물, 기타 미량의 무기화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료일 수 있다. 또, 상기 반응조의 슬러지를 상기 유량조정조로 반송시키는 단계는 처리유량에 대하여 1~3%의 슬러지를 반송할 수 있다.As such, the wastewater treatment method of the present invention has a concentration of 0.7 to 1.5 mg / L, 0.3 to 0.5 mg / L, and 0 mg / L in each of the aerobic, microaerobic and anaerobic stages in the preferred embodiment. Can be. The microorganism activator may be a material selected from the group consisting of silicon compounds (SiO 2 ), magnesium compounds (MgSO 4 ㆍ 7H 2 O), calcium compounds (CaO), manganese compounds, iron compounds, and other trace inorganic compounds. . In addition, the step of conveying the sludge of the reaction tank to the flow rate adjustment tank may convey 1 to 3% of the sludge relative to the flow rate.

이와 같은 본 발명의 하폐수 처리장치 및 방법에 의하면 질산화 과정을 거치지 않고 단일 반응조에서 하폐수의 질소를 제거할 수 있고, 슬러지 발생량의 감소와 처리과정 중에 발생하는 악취물질을 제거할 수 있으며, 화상시스템으로 반응조내의 미생물을 관측하여 최적의 상태로 운영할 수 있다. 또한, 타이머와 리미트 스위치를 구비하는 자동제어시스템에 의해 공정을 간편화시켰다. 본 발명의 특징은 단일의 반응조에 바실러스속 세균을 배양해서 하폐수를 처리한다. 그리고 종래 SBR공법은 혼합유입 →호기상태(폭기) →무산소상태의 혼합유입 →침전 →처리수 방류 및 슬러지 인발의 순서로 진행되는데 비하여, 본 발명은 하폐수의 유입 →용존산소의 농도를 높게 유지하는 호기단계 →용존산소의 농도를 호기단계보다는 낮게 유지하는 미호기단계 →무산소의 상태에서 슬러지와 처리수를 분리하는 단계 →처리수의 방류 및 슬러지를 인발하는 순서로 진행되도록 하는 점감폭기방식을 사용한다. 이와 같은 방법에 의해서 반응조내의 바실러스속 세균은 우점화되어 하수 및 오수, 축산폐수 그리고 분뇨 등의 유기물질은 물론 질소와 인의 제거효율을 효과적으로 처리할 수 있는 것이다.According to the wastewater treatment apparatus and method of the present invention, it is possible to remove nitrogen from the wastewater in a single reactor without nitrification, to reduce the amount of sludge and to remove odorous substances generated during the treatment process. The microorganisms in the reactor can be observed and operated in an optimal state. In addition, the process is simplified by an automatic control system having a timer and a limit switch. A feature of the present invention is to treat the wastewater by culturing Bacillus bacteria in a single reactor. In addition, the conventional SBR method proceeds in the order of mixed inflow → aerobic (aeration) → mixed inflow in anoxic state → sedimentation → discharge of treated water and sludge withdrawal, whereas the present invention maintains a high concentration of dissolved oxygen inflow of wastewater. Aerobic stage → Unexpired stage that keeps dissolved oxygen concentration lower than that of aerobic stage → Separation of sludge and treated water in anoxic state → Discharge of sludge and discharge of sludge do. By this method, Bacillus bacteria in the reaction tank is predominantly capable of effectively treating the removal efficiency of nitrogen and phosphorus as well as organic materials such as sewage and sewage, livestock wastewater and manure.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 1에 의거하여 하폐수 처리장치 및 방법에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명의 바람직한 실시예의 설명에 있어서, 그 실시예에 사용하는 각종 장치와 그의 사용방법에 있어서 이 분야의 종사자들이 용이하게 예측 및 이해할 수 있거나 실시할 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다. 또한, 도 1에서 주 요소들의 도시는 간략히 하거나 생략하였으며, 이 분야의 종사자들이 통상적으로 알 수 있는 부분들의 도시는 생략하고, 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.Hereinafter, a wastewater treatment apparatus and method will be described in detail with reference to FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention. In the description of the preferred embodiment of the present invention, the detailed description of the various apparatuses used in the embodiment and the method of use thereof can be easily predicted, understood and implemented by those skilled in the art. In addition, the illustration of the main elements in Figure 1 is briefly or omitted, the illustration of the parts commonly known to those skilled in the art are omitted, and shown around the parts related to the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하폐수 처리장치 및 방법를 설명하기 위한 블록 다이어그램이다.1 is a block diagram illustrating a wastewater treatment apparatus and method according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하폐수 처리장치(10)는 전처리시설(20), 유량조정조(30), 반응조(40), 활성제 공급유니트(50), 반송펌프(44), 방류조(60), 슬러지저류조(70), 탈수유니트(80), 자동제어시스템, 화상시스템(130) 등으로 이루어진다. 전처리시설(20)은 유입되는 하폐수 중에 포함된 협잡물, 미립자, 비 부식성의 무기물질 등을 제거한다. 이 전처리시설(20)로부터 발생된 유출수는 유량조정조(30)에서 일정한 양으로 조절되어 반응조(40)로 공급된다. 상기 반응조(40)와 유량조정조(30)에는 송풍기(110)로부터 공기가 공급되는 폭기장치(42,32)가 각각 설치된다. 상기 유량조정조(30)의 유출수는 펌프(90)를 통하여 상기 반응조(40)로 공급된다. 상기 반응조(40)는 바실러스속 세균이 배양되는 하나의 조로 구성된다. 이 반응조(40)는 상기 유량조정조(30)로부터 공급되는 유출수를 수용하여 용존산소의 농도를 조절하므로써 유기물, 질소, 인 등을 제거하고 슬러지와 처리수가 분리되도록 하는 공정을 진행한다. 이 반응조(40)에는 활성제 공급유니트(50)에서 용해된 미생물 활성제가 공급된다. 또한, 상기 반응조(40)에 침전되는 슬러지의 일부는 반송펌프(44)에 의해 상기 유량조정조(30)로 반송된다. 상기 유량조정조(4)에 반송되는 슬러지는 처리유량에 대한 비율로 1~3%정도이며, 이와 같은 반송을 통하여 상기 유량조정조(30)와 반응조(40)에서 발생되는 악취물질은 바실러스속 세균에 의해 분해 및 자화된다. 상기 반응조(40)내의 슬러지는 유량조정조(30)로 슬러지를 반송하는 것을 제외하고는 거의 인발하지 않고 처리한다. 그리고 필요에 따라 펌프(72)에 의해 인발되는 잉여슬러지는 슬러지저류조(70)를 거쳐 탈수기유니트(80)로 탈수한 후 슬러지케익의 형태로 최종 처분되며, 탈수과정에서 발생하는 탈수여액은 유량조정조(30)로 이송시켜서 반응조(40)에서 재처리한다. 그리고, 상기 반응조(40)의 처리수는 방류조(23)를 거쳐 상등수로 최종 방류된다.Referring to Figure 1, the wastewater treatment apparatus 10 according to a preferred embodiment of the present invention is a pretreatment facility 20, the flow rate adjustment tank 30, the reaction tank 40, the activator supply unit 50, the return pump 44 , Discharge tank 60, sludge storage tank 70, dewatering unit 80, automatic control system, image system 130 and the like. The pretreatment facility 20 removes contaminants, particulates, non-corrosive inorganic substances, etc. contained in the incoming wastewater. The effluent water generated from the pretreatment facility 20 is adjusted to a certain amount in the flow adjusting tank 30 and supplied to the reaction tank 40. The aeration device (40) and the flow control device (30) are provided with aeration devices (42, 32) for supplying air from the blower (110), respectively. The effluent water of the flow rate adjusting tank 30 is supplied to the reactor 40 through the pump 90. The reaction tank 40 is composed of one tank in which Bacillus bacteria are cultured. The reactor 40 receives the effluent supplied from the flow rate adjusting tank 30 to adjust the dissolved oxygen concentration to remove organic matter, nitrogen, phosphorus, etc., and to separate the sludge and the treated water. The reactor 40 is supplied with the microbial activator dissolved in the activator supply unit 50. In addition, a part of the sludge precipitated in the reaction tank 40 is conveyed to the flow rate adjusting tank 30 by the conveying pump 44. The sludge conveyed to the flow rate adjusting tank 4 is about 1 to 3% as a ratio with respect to the treated flow rate, and the malodorous substances generated in the flow rate adjusting tank 30 and the reaction tank 40 through such conveying are caused to bacteria of the genus Bacillus. By decomposition and magnetization. The sludge in the reaction tank 40 is treated with little drawing except that the sludge is returned to the flow adjusting tank 30. And, if necessary, the excess sludge drawn by the pump 72 is dewatered to the dehydrator unit 80 through the sludge storage tank 70 and finally disposed of in the form of sludge cake, the dehydration liquid generated in the dehydration process flow rate adjustment tank Transfer to (30) and reprocess in the reaction tank (40). Then, the treated water of the reaction tank 40 is finally discharged to the supernatant water through the discharge tank (23).

이와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하폐수 처리장치(10)는 자동제어시스템과 화상시스템(130)을 구비하여 효율적으로 공정을 처리할 수 있도록 한다. 자동제어시스템은 유량조정조(30)의 유출수를 상기 반응조(40)로 공급하기 위한 펌프(90)의 동작시간을 카운트하는 제 1 타이머(92), 상기 반응조(40)의 처리수가 외부로 방출되도록 게이트(96)를 열기 위한 모터(98)의 동작시간을 카운터하는 제 2 타이머(100), 상기 반응조(40)의 수위를 검출하는 리미트 스위치(94), 상기 제 1 타이머(92), 리미트 스위치(94), 제 2 타이머(100)의 각 값을 입력받아서 상기 반응조(40)의 폭기장치의 송풍기(110), 펌프, 모터를 제어하여 기 입력된 상기 반응조(40)의 용존산소의 농도와 반응시간을 제어하기 위한 제어부(120)로 이루어진다. 이와 같은 자동제어시스템에 의해 유량조정조(30)로부터 반응조(40)로의 하폐수 유입을 위한 펌프(90)의 작동과 게이트(96)의 작동이 일정시간에 따라 자동으로 조절되도록 하고, 각 반응단계의 용존산소의 농도조절과 반응시간의 조절을 자동으로 제어함으로써 운전의 간편화를 도모할 수 있다. 상기 화상시스템(130)은 구체적으로 도시하지는 않았지만, 상기 반응조(40)내의 바실러스속 세균과 그외의 원생동물 및 슬러지의 플록을 관측하기 위한 위상차 현미경과, 상기 위상차 현미경에 의해 관측된 미생물을 촬영하기 위한 카메라와, 상기 카메라에 의하여 촬영된 미생물의 상태를 기록하기 위한 비디오세트와, 상기 비디오세트에 의하여 재생되는 미생물에 관한 정보를 제공해 주는 모니터와 상기 모니터상에 디스플레이되는 미생물에 대한 정보를 인쇄하기 위한 프린터 등으로 이루어진다. 이와 같은 화상시스템(130)을 통하여 반응조(40)내의 미생물 상태를 파악하고 운전상의 문제점에 신속히 대처할 수 있으므로 실질적인 처리장의 운전효율을 높일 수 있다.The wastewater treatment apparatus 10 according to the preferred embodiment of the present invention has an automatic control system and an image system 130 to efficiently process the process. The automatic control system includes a first timer 92 for counting an operation time of the pump 90 for supplying the effluent water of the flow rate adjustment tank 30 to the reactor 40 so that the treated water of the reactor 40 is discharged to the outside. The second timer 100 for countering the operation time of the motor 98 for opening the gate 96, the limit switch 94 for detecting the water level of the reactor 40, the first timer 92, the limit switch (94) and the concentration of dissolved oxygen of the reactor (40) by inputting the respective values of the second timer (100) to control the blower (110), the pump, and the motor of the aeration device of the reactor (40). It consists of a control unit 120 for controlling the reaction time. By such an automatic control system, the operation of the pump 90 and the operation of the gate 96 for inflow of the wastewater from the flow rate adjustment tank 30 to the reaction tank 40 are automatically adjusted according to a predetermined time, Operation can be simplified by automatically controlling the dissolved oxygen concentration and the reaction time. Although not shown in detail, the imaging system 130 is a phase contrast microscope for observing the bacterium of the genus Bacillus and other protozoa and sludge in the reaction tank 40, and photographing the microorganisms observed by the phase contrast microscope. A camera for providing a video, a video set for recording a state of the microorganisms photographed by the camera, a monitor providing information on the microorganisms reproduced by the video set, and printing information on the microorganisms displayed on the monitor. For a printer or the like. Through the image system 130, the microbial state in the reaction tank 40 can be grasped and the operation problems can be quickly dealt with, thereby increasing the operating efficiency of the actual treatment plant.

본 발명에 따른 하폐수 처리방법은 유량조정조(30)를 통하여 공급되는 유출수를 바실러스속 세균이 우점화된 반응조(40)내로 유입시키면서 점감폭기공정이 진행되도록 하여 유출수가 처리되면서 슬러지와 처리수가 분리되도록 한다. 이 점감폭기공정은 용존산소의 농도를 다소 높게 유지하면서 유기물, 질소, 인을 대부분 제거하는 호기단계와, 상기 반응조(40)에 유입된 유출수를 유지한 상태에서 용존산소의 농도를 호기단계보다 낮게 유지하면서 상기 호기단계에서 제거되지 않은 유기물, 질소, 인 등을 제거하는 미호기단계, 무산소 상태에서 슬러지의 플록이 중력에 의해 침전되도록 하여 슬러지와 처리수가 분리되도록 하는 단계로 이루어진다. 이때, 호기단계의 폭기량은 반응조(40)에 공급하는 전체공기량의 60~70%가 되도록 집중포기하고, 미호기단계는 전체공기량의 30~40%에 해당되는 공기량이 공급되도록하며, 무산소 단계는 공기를 전혀 공급하지 않는 형태로 운전한다. 그리고 상기 호기단계의 용존산소의 농도는 0.7 ~ 1.5㎎/ℓ이내, 미호기 단계는 용존산소의 농도를 0.3 ~ 0.5㎎/ℓ이내가 되도록 하고, 무산소의 단계는 용존산소의 농도가 거의 0㎎/ℓ을 유지하는 점감폭기 방식으로 공정을 수행한다. 상기 반응조의 호기단계 미호기 단계 및 무산소 단계의 진행시간은 조건에 따라 변경가능하며 방류단계가 완료된 후 다음 하폐수의 유입전까지 필요시 슬러지 인발을 위해 일정시간 쉬는 단계를 진행할 수 있다.The wastewater treatment method according to the present invention allows the deaeration process to proceed while flowing the effluent supplied through the flow adjusting tank 30 into the reaction chamber 40 in which Bacillus bacteria are predominant so that the sludge and the treated water are separated while the effluent is treated. do. This attenuating process is an aerobic step to remove most of the organic matter, nitrogen, and phosphorus while maintaining a slightly higher concentration of dissolved oxygen, and lower the concentration of dissolved oxygen in the state of maintaining the effluent flowing into the reactor 40 than the aerobic step While maintaining the micro-aerobic step of removing the organic matter, nitrogen, phosphorus, etc. that have not been removed in the exhalation step, the floc of the sludge in the anoxic state to be precipitated by gravity to separate the sludge and the treated water. At this time, the aeration of the aerobic step is concentrated aeration so as to be 60 to 70% of the total amount of air supplied to the reaction tank 40, the unaerobic step is to supply the air amount corresponding to 30 to 40% of the total amount of air, anoxic stage Drive in the form of supplying no air at all. And the concentration of dissolved oxygen in the aerobic step is within 0.7 ~ 1.5mg / ℓ, the non-aerobic step is to make the concentration of dissolved oxygen within 0.3 ~ 0.5mg / ℓ, the oxygen free phase of the dissolved oxygen concentration is almost 0mg The process is carried out in an attenuator mode holding / l. The progress time of the exhalation stage and the anaerobic stage of the reactor can be changed according to the conditions, and after the discharge stage is completed, the stage can be rested for a predetermined time for the sludge withdrawal if necessary until the next inflow of the wastewater.

이와 같은 본 발명에서 미호기단계 이후에는 반응조내에 잔류하는 먹이원이 부족하게 된다. 특히 용존산소의 농도가 0㎎/ℓ인 무산소 단계에서는 절대적인 호기성균의 생존이 어려운 대신 먹이원이 부족하거나 용존산소의 농도가 낮은 상태에서도 생존할 수 있는 통성 혐기성균인 바실러스속 세균이 상대적으로 우점종된다. 여기서 사용되는 바실러스속 세균은 모양이 단간균 형태이며 성장이 적합하지 않은 환경에서 포자를 만드는 그림양성 통성 혐기성세균으로 바실러스속 세균의 생육과정은 포자 →발아 →증식 →분열 →포자를 반복하면서 생육한다. 바실러스속 세균을 우점화시키는 방법으로 바실러스속 세균이 일정 개체수 이상을 유지하면 유기물, 질소 및 인의 제거효율을 향상시킬 수 있고 슬러지의 침강성도 향상시킬 수 있다. 또한 바실러스속 세균은 영양분이 충분한 상태에서 포자로부터 발아하는 초기단계에는 사상체(Filament상)의 형태를 띄게 되고, 점차 바실러스속 세균의 개체수의 증가에 의해 영양분이 부족한 상태에 도달하게 되면 사상체의 해체가 일어나게 되고 균체는 자기생존을 위해 포자를 형성하게 된다. 포자로 진행된 바실러스속세균은 생육이 적합한 환경에서 다시 발아하여 새로운 바실러스속 세균으로 활동하게 된다. 이외에도 바실러스속 세균의 개체수를 증가시키기 위해 바실러스속 세균의 초기 발아단계와 세포분열을 촉진시키는데 중요한 역할을 하는 규소(Si)화합물과 마그네슘화합물, 칼슘화합물, 망간화합물, 철화합물 이외에 여러가지 미량의 무기화합물질로 구성되어 있는 미생물 활성제를 반응조에 주입하여 활성을 가지는 바실러스속 세균의 개체수를 한층 증가 시킬수 있다. 우점종된 바실러스속 세균은 유기물, 질소, 인 등을 대부분 제거하는 호기단계와 미호기단계에서 다시 개체수를 증가시켜 하폐수를 처리한다. 특히, 본 발명에서는 바실러스속 세균의 분열과 포자로부터의 발아를 촉진시키기 위하여 대경엔텍에서 판매하는 바이오토닉(Bio-tonic) 등의 미생물 활성제를 반응조에 공급한다. 한편, 바실러스속 세균의 성장에 적합하지 않은 환경이 조성되면 바실러스속 세균은 점차 포자화 되거나 또는 포자를 형성하고, 침강성이 좋은 포자를 혼합한 슬러지의 플록은 고액분리가 쉽게 일어나 침전단계의 시간을 짧게 유지할 수 있는 이점이 있다. 바실러스속 세균의 또 따른 특징은 포자로 진행되는 과정에서 bacitracin, polymyxin, tyrocidin, gramicidin, ciraulin등의 항생물질을 생산하는데, 이러한 항생물질은 대장균등을 사명시킴으로서 별도의 소독시설이 필요 없을 뿐만 아니라, 염소 등의 소독제를 투입함으로서 발생하는 2차 공해를 유발하지 않는다.In the present invention as described above, after the aerobic step, the food source remaining in the reaction tank is insufficient. In particular, in the anaerobic phase, where the concentration of dissolved oxygen is 0 mg / l, the aerobic bacteria are difficult to survive, but the Bacillus genus bacterium, which is an anaerobic bacterium that can survive in the absence of food source or low concentration of dissolved oxygen, is relatively predominant. . The bacterium used here is a simple bacilli-like form, and is a picogenic positive anaerobic bacterium that produces spores in an environment where growth is not suitable. The growth process of Bacillus bacteria is repeated by spore → germination → growth → division → spores. . As a method of predominantly Bacillus bacteria, if the Bacillus bacteria to maintain a certain number or more can improve the removal efficiency of organic matter, nitrogen and phosphorus can also improve the sedimentation of sludge. In addition, Bacillus bacteria have a filamentous form in the early stages of germination from spores with sufficient nutrients, and when nutrient deprivation is reached due to an increase in the number of Bacillus bacteria, the disintegration of filaments This happens and the cells form spores for their own survival. Bacillus genus bacteria, which have been spores, are germinated again in a suitable environment to become new Bacillus bacteria. In addition, various trace minerals other than silicon (Si) compounds, magnesium compounds, calcium compounds, manganese compounds, and iron compounds, which play an important role in promoting early germination and cell division of Bacillus bacteria in order to increase the population of Bacillus bacteria. By injecting a microbial activator consisting of a substance into the reaction tank can increase the number of bacteria of the genus Bacillus active. Dominant Bacillus bacteria treat sewage water by increasing the population again in the aerobic and unaerobic stages that remove most of organic matter, nitrogen and phosphorus. In particular, in the present invention, to promote the division of Bacillus bacteria and germination from spores, a microorganism active agent such as Bio-tonic sold by Daekyeong Entec is supplied to the reactor. On the other hand, when an environment that is not suitable for growth of Bacillus bacteria is created, Bacillus bacteria gradually become spores or form spores, and flocs of sludge mixed with good sedimentation spores are easily solid-liquid separated, thereby increasing the settling time. There is an advantage to keep it short. Another characteristic of Bacillus bacteria is the production of antibiotics such as bacitracin, polymyxin, tyrocidin, gramicidin, ciraulin in the course of spores, and these antibiotics do not require a separate disinfection facility by commissioning E. coli. It does not cause secondary pollution generated by adding disinfectant such as chlorine.

일반적으로 하폐수처리장에서 악취물질을 제거하기 위해 사용하는 방법은 고농도로 취기가 발생하는 경우에는 소각시키거나 약품으로 세정한 후 활성탄으로 흡착 제거하고, 중ㆍ저농도의 경우에는 약품 또는 물로 세정한 후 역시 활성탄에 흡착시키거나 그대로 배출시킨다. 또한 토양 탈취법을 사용하거나 생물여과법 등이 사용되기도 한다. 이와 같이 여러 가지 방법을 이용하여 악취물질을 처리하고 있으나 특히 축산폐수나 분뇨처리장에서 악취 문제는 처리장 운영상 가장 어려운 문제로 대두되고 있다. 본 발명에서는 하폐수의 독특한 악취물질을 제거할 수 있으며, 황화수소(H2S)는 호기성 상태에서 바실러스속 세균에 의해 악취가 나지 않는 황산화물(H2S →S0→SO2→H2SO3→H2SO4)로 변화됨으로 전처리시설, 유량조정조 및 슬러지 처리시설 등에서 발생되는 악취물질을 완벽하게 해결할 수 있다. 기존의 처리장에서 악취물질의 소각을 위한 시설, 세정탑 및 흡착탑 등을 설치하고 이들 시설들을 운전할 경우와 비교할 때 시설 설치비는 물론이고 운전비용의 측면에서도 경비절감이 가능하다. 본 발명의 하폐수 처리장치 및 방법에서 반응조내의 슬러지는 유량조정조로 슬러지를 반송하는 것을 제외하고는 1년에 2~4회 정도의 슬러지인발을 하는 특징을 가지고 있으므로, 슬러지 발생량을 현저히 감소시킬 수 있다.Generally, the method used to remove odorous substances in sewage water treatment plant is incineration or cleaning with chemicals when odor occurs at high concentrations, and adsorption and removal with activated charcoal, and with medium or low concentrations, after washing with chemicals or water. Adsorbed on activated carbon or discharged as is. Soil deodorization or biofiltration may also be used. As described above, the odorous substances are treated by various methods, but the problem of odors in livestock wastewater or manure treatment plant is emerging as the most difficult problem in the operation of the treatment plant. In the present invention, it is possible to remove the unique odorous substances in the waste water, hydrogen sulfide (H 2 S) is a sulfur oxide (H 2 S → S 0 → SO 2 → H 2 SO 3) is not odor by bacteria in the aerobic state → H 2 SO 4 ) can completely solve the odorous substances generated in pretreatment, flow control tank and sludge treatment facilities. Compared to the case of installing facilities, incineration towers and adsorption towers for incineration of odorous substances in existing treatment plants and operating these facilities, it is possible to reduce costs in terms of installation costs as well as operation costs. In the wastewater treatment apparatus and method of the present invention, the sludge in the reaction tank is characterized by the sludge drawing about 2 to 4 times a year, except that the sludge is returned to the flow adjusting tank, and thus the sludge generation amount can be significantly reduced. .

다음은 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 하폐수 처리장치를 사용한 실험을 설명한다.The following describes an experiment using the wastewater treatment apparatus according to the present invention as described above.

본 실험에서 반응조(40)는 철제로 제작하였으며, 용적은 하폐수의 유입후에 500ℓ가 되도록 하였고, 처리수를 유출시킨 후에 반응조(40)내의 슬러지의 부피는 50ℓ가 되도록 하였다. 폭기는 송풍기(110)로부터 산기관을 사용하여 산소공급이 되도록 하였고, 펌프(90)는 정량펌프를 사용하였으며, 반응조(40)에서 반응이 완료된 후의 유출수는 게이트(96)를 통해 유출되고, 제 1 및 제 2 타이머(92,100), 리미트 스위치(94) 등으로 구성되는 자동제어시스템에 의하여 자동제어 되도록 하였다.In this experiment, the reactor 40 was made of iron, and the volume was 500 l after the inflow of wastewater, and the volume of sludge in the reactor 40 was 50 l after the treated water was discharged. The aeration was supplied to the oxygen supply from the blower 110 using the diffuser, the pump 90 used a metering pump, the effluent after the reaction is completed in the reaction tank 40 is discharged through the gate 96, Automatic control is performed by an automatic control system including first and second timers 92 and 100, limit switch 94, and the like.

본 실험에서 사용한 유입수(도시하수)의 성상을 살펴보면 유입 BOD가 130~230㎎/ℓ(평균 180㎎/ℓ), CODcr 180~320㎎/ℓ(평균 250㎎/ℓ), CODMn108~160㎎/ℓ(평균125㎎/ℓ), T-P 5~10㎎/ℓ(평균 7㎎/ℓ)이었다. 이와 같은 하수를 처리시간(HRT)에 대한 영향을 고찰하기 위해 유입하수량을 1.0~3.0톤/일 규모하에서 1년간 운전하였고, 각 시료의 분석은 주 2회 간격으로 시행하였다. 각 수질의 평균치와 각 운전인자 값은 아래의 표 1과 표 2과 같다.Looking at the characteristics of the influent (urban sewage) used in this experiment, the influent BOD is 130-230 mg / l (average 180 mg / l), CODcr 180-320 mg / l (average 250 mg / l), COD Mn 108-160 Mg / L (average 125 mg / L) and TP 5-10 mg / L (average 7 mg / L). In order to investigate the effect of such sewage on the treatment time (HRT), the influent sewage was operated for 1 year under the scale of 1.0 ~ 3.0 ton / day, and the analysis of each sample was conducted twice a week. The average value of each water quality and each driver factor value are shown in Table 1 and Table 2 below.

표 1 및 2에서 보인 바와 같이, 본 발명의 처리공정을 이용하여 수리학적 체류시간(처리시간)을 4시간에서 12시간 사이에 운전한 처리수의 농도와 제거효율은 BOD의 경우에는 7.5~3.6㎎/ℓ, 95.9~97.9%를 나타내고 있으며, CODcr의 경우에 처리수의 농도와 제거효율은 12.7~7.5㎎/ℓ, 93.7~96.3%으로 나타났고, TSS의 경우에는 3.5~2.5㎎/ℓ, 97.1~97.4%를, T-N의 경우에 처리수의 농도와 제거효율은 13.8~7.8㎎/ℓ, 67.1~82.7%를 얻었으며, T-P는 처리수의 농도와 제거효율은 각각 1.3~0.7㎎/ℓ, 74~90.7%를 얻었다. 도시하수처리의 고도처리공정에 일반적으로 사용하고 있는 타 공법의 경우에 T-N의 제거효율은 60~70%정도를 나타내고 있으며, T-P의 경우에는 70%정도를 나타내고 있는 것과 비교하여 본 발명의 처리효율이 뛰어난 결과를 얻고 있다. 또한 고도처리공정에 일반적으로 사용하고 있는 타 공법의 처리시간이 12시간정도를 유지하고 있는 것과 비교하여, 본 발명의 처리시간은 4~12시간정도에서 질소 및 인의 제거효율이 타 공법과 비슷하거나 훨씬 뛰어난 결과를 얻을 수 있었다.As shown in Tables 1 and 2, the concentrations and removal efficiencies of the treated waters operated between 4 and 12 hours of hydraulic residence time (treatment time) using the treatment process of the present invention were 7.5 to 3.6 for BOD. Mg / l, 95.9 ~ 97.9%, and the concentration and removal efficiency of treated water was 12.7 ~ 7.5mg / l, 93.7 ~ 96.3% for CODcr, and 3.5 ~ 2.5mg / l for TSS. In the case of TN, the concentration and removal efficiency of treated water were 13.8 ~ 7.8mg / l and 67.1 ~ 82.7%, respectively. In the case of TP, the concentration and removal efficiency of treated water were 1.3 ~ 0.7mg / l, respectively. , 74-90.7% were obtained. The removal efficiency of TN is about 60 ~ 70% in the case of other methods commonly used in the advanced treatment process of urban sewage treatment, and in the case of TP, the treatment efficiency of the present invention is about 70%. This is getting excellent results. In addition, the treatment time of the present invention is about 4 to 12 hours, and the removal efficiency of nitrogen and phosphorus is comparable to that of the other methods, compared with that of the other processing methods generally used in advanced processing processes. Much better results were achieved.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하폐수 처리장치 및 방법을 이용하여 분뇨위생처리장에서 일일 처리량 5m3/일 규모로 7월에서 12월까지 약 6개월간 처리한 결과를 아래의 표 3에 나타내었다. 이때, 처리수질은 생물학적 처리조인 반응조(40)의 유입 및 유출에 대한 처리수질만을 나타낸 것이다. 또한, 분뇨의 처리는 일반적으로 활성슬러지를 이용하여 처리를 할 경우에 처리시간은 대개 20~30일, 유입분뇨는 희석하여 처리하고 있으나, 본 발명은 무희석으로 처리하였고 처리시간은 8일의 조건하에서 처리를 하였다. 처리수의 제거효율은 BOD, COD, SS의 경우에는 98~99%, T-N이 97.1%, T-P는 91.9%로서 종래의 공법에 의해 분뇨처리장에서 수행하고 있는 처리장과의 처리수질을 비교하여 처리시간이 오히려 짧음에도 불구하고 처리효율은 오히려 높거나 거의 비슷한 처리수질을 얻었다.On the other hand, using the sewage treatment system and method according to a preferred embodiment of the present invention the results of treatment for about 6 months from July to December at a daily throughput of 5m 3 / day scale in the sanitation sanitary treatment plant is shown in Table 3 below . At this time, the treatment water quality represents only the treatment water quality for the inflow and outflow of the reaction tank 40 which is a biological treatment tank. In addition, the treatment of the manure is generally treated with activated sludge, the treatment time is usually 20 to 30 days, the intake manure is diluted, but the present invention was treated with dilution and the treatment time is 8 days Treatment was carried out under the conditions. The removal efficiency of the treated water is 98 ~ 99% for BOD, COD, SS, 97.1% for TN, and 91.9% for TP. The treatment time is compared with the treated water quality in the manure treatment plant by the conventional method. Despite this rather short, the treatment efficiency was rather high or almost the same.

표 4는 종래 활성슬러지 미생물을 이용한 SBR공법과 본 발명에 따른 하폐수 처리장치에 의한 처리수의 결과를 비교하기 위하여 처리시간 6시간에서 운전한 결과를 보인 도표이다. 종래 SBR공법에 의한 처리수질 및 제거효율은 BOD의 경우에 각각 11.5㎎/ℓ, 92.8%를 보이고 있으며, T-N의 경우에는 17.4㎎/ℓ, 63.4%를 나타내었고, T-P는 각각 1.9㎎/ℓ, 72.9%를 나타내고 있는데 비하여, 본 발명에 의한 처리수의 수질 및 제거효율은 BOD의 경우에는 각각 6.2㎎/ℓ, 96.1%을, T-N의 경우에는 11.6㎎/ℓ과 75.6%를, T-P의 경우에는 0.8㎎/ℓ, 88.6%를 나타내었다. 따라서, 본 발명에 따른 하폐수 처리장치 및 방법은 종래 SBR공법과 비교하여 거의 모든 항목에서 제거효율이 월등히 뛰어난 결과를 나타내었다.Table 4 is a chart showing the results of operating at 6 hours of treatment time to compare the results of the conventional SBR method using the activated sludge microorganisms and the treated water by the wastewater treatment apparatus according to the present invention. The treated water quality and removal efficiency of the conventional SBR were 11.5 mg / l and 92.8% for BOD, 17.4 mg / l and 63.4% for TN, and 1.9 mg / l for TP, respectively. The water quality and the removal efficiency of the treated water according to the present invention were 72.9%, 96.1% for BOD, 11.6mg / l and 75.6% for TN, and 75.6% for TP. 0.8 mg / l, 88.6%. Therefore, the wastewater treatment apparatus and method according to the present invention showed excellent removal efficiency in almost all items compared to the conventional SBR method.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하폐수 처리장치 및 방법을 설명하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.As described above, the wastewater treatment apparatus and method according to a preferred embodiment of the present invention have been described, but this is merely an example, and various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Those skilled in the art will appreciate.

본 발명에 의한 하폐수 처리장치 및 방법에 의하면, 단일의 반응조를 사용하는 SBR 공법을 개선하여 모든 종의 바실러스속 세균을 우점화시켜 유기물, 질소, 인 등을 제거하므로써 슬러지 발생량의 감소 및 처리과정 중에 발생하는 악취물질의 제거가 가능하고, 처리효율을 증대시킬 수 있다. 또한 타이머, 리미트 스위치 등으로 구성되는 자동제어시스템를 사용하여 운전이 간편하고, 화상시스템으로 반응조내의 미생물을 관측하여 최적의 상태로 운영할 수 있다.According to the wastewater treatment apparatus and method according to the present invention, by improving the SBR method using a single reaction tank to predominate all Bacillus bacteria of all species to remove organic matter, nitrogen, phosphorus, etc. Odor substances generated can be removed, and treatment efficiency can be increased. In addition, it is easy to operate using an automatic control system composed of a timer, a limit switch, and the like, and an image system can observe microorganisms in a reactor and operate in an optimal state.

Claims (9)

처리하고자 하는 하폐수에 포함된 협잡물, 미립자, 비 부식성 무기물질을 제거하기 위한 전처리시설과;A pretreatment facility for removing contaminants, particulates, and non-corrosive inorganic substances contained in the wastewater to be treated; 폭기장치가 설치되고, 상기 전처리시설의 유출수를 수용하기 위한 유량조정조와;An aeration device is installed and a flow rate adjusting tank for accommodating the effluent of the pretreatment facility; 폭기장치가 설치되어 바실러스속 세균이 배양되는 하나의 조로 이루어지고, 상기 유량조정조로부터 공급되는 유출수를 수용하여 용존산소의 농도를 조절하므로써 유기물, 질소 및 인 등을 제거하고 슬러지와 처리수가 분리되도록 하는 공정을 진행하기 위한 반응조와;The aeration device is installed in a tank for culturing Bacillus bacteria, and by receiving the effluent supplied from the flow adjusting tank to adjust the concentration of dissolved oxygen to remove organic matter, nitrogen and phosphorus, and to separate sludge and treated water. A reactor for carrying out the process; 바실러스속 세균의 해체와 발아를 촉진시키기 위한 미생물 활성제를 녹여서 상기 반응조에 공급하기 위한 활성제 공급유니트와;An activator supply unit for dissolving microbial activators for promoting disintegration and germination of Bacillus bacteria and supplying them to the reactor; 상기 반응조의 슬러지를 상기 유량조정조로 반송시키기 위한 반송펌프 및;A conveying pump for conveying the sludge of the reactor to the flow rate adjusting tank; 상기 반응조로부터 이송된 처리수를 수용하고 상등수가 방류되도록 하는 방류조를 포함하는 하폐수 처리장치.A wastewater treatment apparatus comprising a discharge tank for receiving the treated water transferred from the reaction tank and for discharging the supernatant. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 반응조의 잉여슬러지를 인발하는 슬러지저류조 및;A sludge storage tank for drawing excess sludge of the reactor; 상기 슬러지저류조로부터 유입되는 슬러지를 탈수하여 슬러지케익으로 배출하고, 탈수시 발생되는 여액을 상기 유량조정조로 이송시키기 위한 탈수유니트를더 포함하는 하폐수 처리장치.And a dewatering unit for dewatering the sludge introduced from the sludge storage tank and discharging the sludge into the sludge cake, and transferring the filtrate generated during dewatering to the flow adjusting tank. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 유량조정조로부터 상기 반응조로 유출수를 공급하기 위한 펌프의 동작시간을 카운터하는 제 1 타이머와;A first timer for countering an operation time of a pump for supplying effluent water from the flow rate adjusting tank to the reaction tank; 상기 반응조의 수위를 검출하는 리미트 스위치와;A limit switch for detecting the level of the reactor; 상기 반응조의 처리수가 외부로 방출되도록 게이트를 열기 위한 모터의 동작시간을 카운터하는 제 2 타이머 및;A second timer for counting an operation time of a motor for opening the gate to discharge the treated water of the reactor to the outside; 상기 제 1 타이머, 리미트 스위치, 제 2 타이머의 각 값을 입력받아서 상기 반응조의 폭기장치, 펌프, 모터를 제어하여 기 입력된 상기 반응조의 용존산소의 농도와 반응시간을 제어하기 위한 제어부를 포함하는 하폐수 처리장치.And a controller configured to control the aeration device, the pump and the motor of the reactor by inputting respective values of the first timer, the limit switch, and the second timer to control the dissolved oxygen concentration and the reaction time of the reactor. Sewage treatment system. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 반응조내의 미생물을 지속적으로 관측하기 위한 화상시스템을 포함하되,Including an imaging system for continuously observing the microorganisms in the reactor, 상기 화상시스템은 바실러스속 세균과 이 이외의 원생동물 및 슬러지의 플록을 관측하기 위한 위상차 현미경과;The imaging system comprises: a phase contrast microscope for observing the bacterium of the genus Bacillus and other protozoa and sludge; 상기 위상차 현미경에 의해 관측된 미생물을 촬영하기 위한 카메라와;A camera for photographing microorganisms observed by the phase contrast microscope; 상기 카메라에 의하여 촬영된 미생물의 상태를 기록하기 위한 비디오세트와;A video set for recording the state of microorganisms photographed by the camera; 상기 비디오세트에 의하여 재생되는 미생물에 관한 정보를 제공해 주는 모니터 및;A monitor providing information about the microorganisms reproduced by said video set; 상기 모니터상에 디스플레이 되는 미생물에 대한 정보를 인쇄하기 위한 프린터를 포함하는 하폐수 처리장치.Wastewater treatment apparatus comprising a printer for printing information on the microorganisms displayed on the monitor. 단일의 반응조을 사용하여 유기물, 질소 및 인을 포함하는 하수, 오수, 축산폐수, 분뇨 등을 고도처리하기 위한 하폐수 처리방법에 있어서,In the wastewater treatment method for the advanced treatment of sewage, sewage, livestock wastewater, manure, etc. containing organic matter, nitrogen and phosphorus using a single reactor, 상기 반응조에 바실러스속 세균을 배양하는 단계와;Culturing Bacillus bacteria in the reactor; 전처리시설를 통하여 처리하고자 하는 하폐수에 포함된 협잡물, 미립자, 비 부식성 무기물질을 제거하여 유출수를 형성하는 단계와;Forming effluent by removing contaminants, particulates, and non-corrosive inorganic substances contained in the sewage water to be treated through a pretreatment facility; 상기 전처리시설의 유출수를 유량조정조에서 일정량으로 조절하여 상기 바실러스속 세균이 배양된 반응조로 유입시키면서, 상기 반응조내에 공급되는 공기량이 점차 감소되는 점감폭기공정이 진행되도록 하여 유출수가 처리되면서 슬러지와 처리수가 분리되도록 하는 단계와;By adjusting the effluent of the pretreatment facility to a certain amount in the flow rate adjustment tank to flow into the reaction tank in which the bacteria of the Bacillus genus, the amount of air supplied to the reaction tank is gradually reduced so that the sludge and treated water as the effluent is treated. Allowing it to be separated; 상기 반응조에 바실러스속 세균의 해체와 발아를 촉진시키기 위한 미생물 활성제를 녹여서 공급하는 단계와;Dissolving and supplying a microbial active agent to promote dissolution and germination of Bacillus bacteria in the reactor; 상기 반응조의 슬러지를 상기 유량조정조로 일정량 반송시키는 단계 및;Conveying a predetermined amount of sludge from the reactor to the flow rate adjusting tank; 상기 반응조내의 처리수를 방류조로 유출시키고 방류조의 상등수를 외부로 방류하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하폐수 처리방법.And draining the treated water in the reaction tank to the discharge tank and discharging the upper water of the discharge tank to the outside. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 반응조내의 점감폭기공정은 전체공기량의 60~80%가 되도록 집중포기하는 호기단계와;The attenuating process in the reactor is an aerobic step of concentrating aeration to be 60 to 80% of the total air; 상기 호기단계 다음에 전체공기량의 30~40%가 되도록 포기하는 미호기단계 및;An aerobic step of giving up to 30 to 40% of the total air volume after the exhalation step; 상기 미호기단계 다음에 공기를 전혀 공급하지 않는 무산소단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하폐수 처리방법.And an anaerobic step of supplying no air at all after the exhalation step. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 호기단계, 미호기단계 및 무산소단계에서의 각 용존산소의 농도는 0.7~1.5㎎/ℓ, 0.3~0.5㎎/ℓ, 0㎎/ℓ인 것을 특징으로 하는 하폐수 처리방법.The concentration of each dissolved oxygen in the aerobic step, an aerobic step and an anaerobic step is 0.7 ~ 1.5 mg / L, 0.3 ~ 0.5 mg / L, 0 mg / L waste water treatment method. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 미생물 활성제는 규소화합물(SiO2)와 마그네슘화합물(MgSO4ㆍ7H2O), 칼슘화합물(CaO), 망간화합물, 철화합물, 기타 미량의 무기화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료인 것을 특징으로 하는 하폐수 처리방법.The microbial activator is a material selected from the group consisting of silicon compounds (SiO 2 ) and magnesium compounds (MgSO 4 ㆍ 7H 2 O), calcium compounds (CaO), manganese compounds, iron compounds, other trace inorganic compounds Sewage Treatment Methods. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 반응조의 슬러지를 상기 유량조정조로 반송시키는 단계는 처리유량에 대하여 1~3%의 슬러지를 반송하는 것을 특징으로 하는 하폐수 처리방법.The step of returning the sludge of the reaction tank to the flow rate adjustment tank is a wastewater treatment method, characterized in that for conveying sludge of 1 to 3% of the treated flow rate.
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